Методы и приборы для оценки качества лакокрасочных и пленочных покрытий

В зависимости от рода основного пленкообразующего материала все лакокрасочные покры-
тия разделены на 7 групп: полиэфирные (ПЭ), полиуретановые (УР), меламиновые (МЛ), полиакриловые (АК), мочевинные (МЧ), нитроцеллюлозные (НЦ) и пентафталевые (ПФ). По внешнему виду они подразделяются на 2 подгруппы: А – покрытия с открытыми порами; Б – покрытия с закрытыми порами, в т.ч. непрозрачные, а внутри подгруппы на категории. В зависимости от оптических свойств лакокрасочные покрытия делятся на прозрачные (П) и не- прозрачные (Н), а по степени блеска – на высокоглянцевые (ВГ) не ниже 10-й строки по рефлектоскопу Р-4, глянцевые (Г) – 9-3 строки, полуглянцевые (полуматовые) (ГТГ, ПМ) – от 2-й строки и ниже, и матовые (М).

Определение блеска глянцевых прозрачных лаковых покрытий ос­новано на определении степени искажения на контрольной поверхности образцов размерами 90x120 мм контуров светящегося тела по рефлекто­скопу Р-4. Блеск характеризуется меньшим номером прочитываемой стро­ки из 6-и выполненных измерений. Определение блеска зеркальных лако­вых покрытий основано на измерении величины фототока, возбуждаемого в фотоприемнике под действием света, зеркально отраженного от контро­лируемой поверхности с учетом светлоты подложки; блеск покрытий, со­ответствующих 10-й строке (по Р-4), определяют прибором ФБ-2 с пла­стинками ультрафиолетового стекла маркиУФС-6 и молочно-белого стекла М0-20 и вычисляют по формуле

где Rcp – среднее арифметическое показание микроамперметра при изме­рении зеркального отражения;

Дср – то же при измерении диффузного отражения.

Определение толщины прозрачных лаковых покрытий (ГОСТ 13639-82*) проводят с использованием двойного микроскопа МИС-П, микрометра окулярного винтового MOB-I-I5, накладной металлической подставки на мягкой ткани и образцов размером 200x150 мм. Световую полосу располагают перпендикулярно волокнам древесины. Горизонталь­ную визирную нить первоначально совмещают с нижней границей ниж­ней, более четкой и яркой световой полосы (на поверхности лакового по­крытия) и записывают показания микроскопа L,; затем совмещают визир­ную нить с нижней границей верхней, менее четкой световой полосы (на поверхности древесины под покрытием), записывая L₂, и вычисляют раз­ность L = L₁ - L₂ в делениях шкалы барабана. За истинную толщину про­зрачного покрытия принимают среднее арифметическое из двух измерений на расстоянии 5-10 мм (если их разница не превышает 10 %) по средне­арифметической разности L_Cp

Значения А даются в зависимости от показателя преломления лако­вого покрытия п, увеличения объектива N при цене деления окулярного микрометра 5/N, мкм, выбранного в приложении к ГОСТ 13639-82*

Определение толщины непрозрачных лаковых покрытий (ГОСТ 14644-75) производится на образцах 90x120 мм с применением свёрл спи­ральных с пластинками из твердого сплава, микроскопа МПБ-2 с объекти­вом апертурой 0,085 с 2^х увеличением, микрометра МОВ-1-15^х опти­ческого угломера, опоры и осветителя. На контрольных образцах произво­дят сверление до появления поверхности подложки в центре образующей­ся конусной лунки. Наблюдаемая в микроскоп горизонтальная проекция одной стороны лунки должна располагаться в центре поля зрения и зани­мать примерно одну его треть. Толщину покрытия h, мкм, вычисляют с по­грешностью ±1 мкм в зависимости от величины горизонтальных проекций Li и L₂ образующей среза покрытия, измеренных на противоположных сторонах лунки деления барабана винтового окулярного микрометра, его цены деления е и угла заточки сверла α – по формуле

Определение твёрдости лакокрасочных покрытий толщиной свыше 20 мкм (по ГОСТ 16838-71*) основано на вдавливании алмазной 4-гранной пирамиды под нагрузкой и измерении диагонали отпечатка после её сня­тия. Контрольные образцы размером 90x120 мм, изготовленные из тех же материалов и отделанные по тем же технологиям, что и основные детали, испытывают в трех точках на поверхности на расстоянии не более 10 мм от края образцов с помощью микротвердомера ПМТ-3, обеспечивающего плавное приложение нагрузки Р = 0,02 даН, её постоянство в течение 90±5с и перпендикулярность направления ее приложения к испытуемой поверхности. Число твердости HV, МПа, вычисляют с точностью до 0,1 МПа по формуле

где Р – нагрузка, даН, выдержанная в течение 90±5с;

F – условная площадь боковой поверхности отпечатка, мм², для стан­дартной 4-гранной пирамиды с углом при вершине между проти­воположными гранями α = 136° и среднем арифметическим обеих диагоналей отпечатка d, мм, равная

Определение светостойкости лакокрасочных материалов и неор­ганических пигментов (ГОСТ 21903-76*) основано на их облучении искус­ственными источниками света в течение заданного времени с последую­щим определением изменения внешнего вида, цвета, блеска и коэффици­ента отражения. Предварительно измеряют исходный блеск образцов по­крытий и проверяют интенсивности ультрафиолетового излучения, (по­вторяя через каждые 100 ч работы лампы). Образцы помещают в ванночку с дистиллированной водой (на стеклянных полочках). Устанавливают за­данную температуру воды и поддерживают толщину ее слоя над образца­ми в пределах 13-15 мм. Продолжительность облучения устанавливается нормативно-технической документацией на лакокрасочные материалы. После окончания испытания образцы выдерживают в отапливаемом поме­щении в течение 1 часа. Изменение внешнего вида и цвета покрытий оце­нивают визуально сопоставлением с контрольным образцом. Определяют блеск покрытий и изменение коэффициентов отражения. За результат ис­пытаний принимают среднее арифметическое из трех измерений (с расхо­ждениями до 0,5%).

Определение стойкости покрытия к удару основано на воздействии удара от свободно падающего стального шарика диаметром 40 мм и мас­сой 263 ±1 г на образец размером 250x250 мм с высоты 250, 375, 500, 750, 1000, 1250, 1750 мм. Показателем стойкости к удару является максималь­ная высота падения шарика, при которой не появились дефекты покрытия (трещины, отслоение).

Определение контактной теплостойкости. На образец с испытывае­мым покрытием ставят на 20 мин алюминиевый стакан диаметром 135 мм ёмкостью 1 л с разогретым маслом до температуры 60, 100, 130, 180 °С, после чего визуально оценивают состояние покрытия образца.

Определение стойкости к царапанию. На контролируемое покрытие корундовой иглой наносится царапина. Твердость характеризуется на­грузкой, при которой получается царапина шириной 50 мкм.

Определение стойкости к воздействию переменных температур (по ГОСТ 19720-74*) заключается в циклическом воздействии на лакокра­сочные покрытия знакопеременных температур в камере влажности во­здуха 98-99 % при температуре 60 ± 2 °С и холодильной камере, обес­печивающей температуру -40 ± 2 °С с использованием влагомера для из­мерения влажности древесины в диапазоне 8-10 % с погрешностью до 2 %. Образцы размером 120x90 мм изготавливают из ДСтП марки П-А или П-Б, облицованной строганным шпоном ясеня радиального вида толщиной 0,6 ± 0,04 мм. Стойкость эмалевых покрытий определяют на образцах из твердой ДВП. Количество образцов 10. Предварительно их выдерживают при 18-23 °С и влажности воздуха 65-70 % в течение 24 ч. Циклическую выдержку образцов поочередно по 1 часу в камере влажности и холодиль­ной камере повторяют 9 раз. Покрытие считается разрушенным, если на нем образовались трещины. Показатель стойкости покрытий вычисляют как процентное отношение количества образцов с неразрушенным покры­тием п к общему количеству испытанных образцов N

Определение влагостойкости и химической стойкости лакокрасоч­ных покрытий основано на визуальной оценке изменений, появившихся в процессе воздействия различных реагентов: ацетона, этилацетата, бутил- ацетата, 96 и 48 %-ного этилового спирта, ксилола, бензина авиационного; 10 %-ных водных растворов уксусной кислоты, аммиачной воды, углеки­слого натрия, и лимонной кислоты; белого и красного вина, водки, пива, кофе (10 г/100 мл воды), чая (5 г/100 мл воды), сока чёрной смородины, сгущенного молока, сливочного и растительного масел, горчицы, 10 %- ного водного раствора столовой соли, лука, губной помады, пасты для ша­риковой ручки, штемпельной краски, дезинфицирующего средства (5 %- ного водного раствора хлорамина Б), дистиллированной воды. Минималь­ные размеры образцов 75x75 мм. Испытания каждым реагентом произво­дится в 3 повторениях. Лакокрасочные покрытия по стойкости к химреа­гентам подразделяют на 3 группы: высокостойкие (ВС – на основе поли­эфирных, полиуретановых материалов кислотного отверждения), стойкие (С – на основе водоразбавляемых ВС и полиакриловых материалов) и низ­костойкие (НС - на основе нитроцеллюлозных, пентафталевых и одноком­понентных материалов кислотного отверждения). Отобранную для испы­тания жидкость (1 см³) заливают в бюкс, прикрывают образцом и перево­рачивают (Пастообразные реагенты наносят непосредственно на поверх­ность). По окончании опыта испытуемую поверхность осушают фильтро­вальной бумагой (или хлопчатобумажной тканью) и через 24 часа произ­водят осмотр, сравнивая с поверхностью до испытания. Оценка поверхно­сти: 0 – отсутствие видимых изменений; 1 – едва заметное изменение в блеске или цвете; 2 – просматриваются небольшие изменения в блеске или цвете без изменения структуры испытываемой поверхности; 3 – просмат­риваются сильные дефекты с незначительным изменением структур испы­тываемой поверхности; 4 – просматриваются сильные дефекты, структура поверхности сильно изменена или разрушена. Оценку испытываемой по­верхности на предмет повреждения производят на расстоянии 0,3 м от по­верхности под углом 30-60 ° при дневном или искусственном рассеянном свете. Оценку покрытия рекомендуется производить не менее чем тремя экспертами.